【摘要】：無(wú)害化、減量化、資源化處理是解決固體廢棄物污染問(wèn)題的主要內(nèi)容。目前,固廢的處理主要有安全填埋、生物堆肥和熱處理等方式。安全填埋的方式占據(jù)了有限的土地資源,而生物堆肥需要滿足微生物對(duì)生存環(huán)境的需求。對(duì)化工生產(chǎn)的固體廢棄物的熱處理是達(dá)到廢棄物減量化、無(wú)害化、資源化處理的有效途徑,也成為當(dāng)今國(guó)內(nèi)外固體廢棄物處理研究的熱點(diǎn)。增塑劑鄰苯二甲酸二辛酯(DOP)生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生的固廢成分主要是活性炭、DOP等有機(jī)物質(zhì)。燃燒后可能會(huì)產(chǎn)生VOCs、NO_x、顆粒物等污染物,只要對(duì)煙氣進(jìn)一步凈化處理,即可達(dá)標(biāo)排放。本文從DOP生產(chǎn)中產(chǎn)生的工業(yè)固廢的理化分析、有氧燃燒、廢氣的凈化、工藝設(shè)計(jì)等做了較全面的研究。本論文的主要內(nèi)容歸納如下:(1)DOP固廢的燃燒特性及凈化技術(shù)研究。在管式爐內(nèi),控制燃燒條件來(lái)探究燃燒尾氣的種類和濃度,當(dāng)管式爐升溫速率為10℃/min、空氣流量為3.6L/min時(shí),固廢的燃燒率達(dá)到69.9%。固廢的燃燒分兩個(gè)階段:當(dāng)溫度在250℃左右時(shí),大部分DOP從活性炭中逸出并氧化生成甲烷、乙烷、苯、甲苯、乙苯、二甲苯和4-乙基甲苯等揮發(fā)性有機(jī)物。當(dāng)溫度在400℃左右時(shí),活性炭和小部分殘留的DOP一起被燃燒。燃燒過(guò)程中的VOCs濃度的峰值為200℃時(shí)的245.4mg/m~3和400℃時(shí)的254.9 mg/m~3。利用篩網(wǎng)截留法來(lái)檢測(cè)顆粒物濃度,當(dāng)燃燒質(zhì)量為1.0g時(shí),固廢燃燒產(chǎn)生的粒徑大于25μm(500目)顆粒物的濃度為47.92mg/m~3,大于74μm(200目)顆粒物的濃度為37.74mg/m~3。經(jīng)過(guò)活性炭吸附后,粒徑在25μm以上和在74μm以上顆粒物的去除率分別為68.8%和81.5%。VOCs在400℃濃度最大值時(shí)的去除率為67.1%。(2)Bi_2MoO_6、TiO_2@Bi_2MoO_6光催化劑的制備及降解甲苯的研究。利用溶劑水熱法制備了Bi_2MoO_6、TiO_2@Bi_2MoO_6,并用BET、XRD、SEM、TEM、XPS、BET、UV-vis、PL等方法對(duì)催化劑進(jìn)行了分析表征。結(jié)果表明,TiO_2能夠均勻分布在Bi_2MoO_6的表面。相比于Bi_2MoO_6,TiO_2@Bi_2MoO_6帶隙寬度變寬,比表面積增大。在反應(yīng)時(shí)間進(jìn)行到120min時(shí),甲苯的降解率達(dá)到26.08%,TiO_2@Bi_2MoO_6對(duì)甲苯的降解率相比于Bi_2MoO_6提高了17.92%�？梢钥闯�,TiO_2@Bi_2MoO_6對(duì)甲苯的吸附效果和光催化降解效果都好于Bi_2MoO_6,TiO_2提升了Bi_2MoO_6的光催化性能。(3)MIL-101、TiO_2@MIL-101光催化劑的制備及降解甲苯的研究。同樣地,利用水熱溶劑法制備了MIL-101、TiO_2@MIL-101,并用多種表征儀器如BET、XRD、SEM、TEM、XPS、BET、UV-vis、PL等對(duì)催化劑進(jìn)行了分析表征。結(jié)果表明,TiO_2@MIL-101相比于MIL-101的帶隙寬度變窄,比表面積減小。甲苯的光降解實(shí)驗(yàn)中,在光催化進(jìn)行到120min時(shí)MIL-101和TiO_2@MIL-101對(duì)甲苯的降解效率分別為16.07%和39.28%。經(jīng)過(guò)TiO_2復(fù)合改性后,TiO_2@MIL-101對(duì)甲苯的降解率提升了23.19%。(4)循環(huán)流化床燃燒處理DOP固廢的工程設(shè)計(jì)及計(jì)算。提出了循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)燃燒處理DOP固廢的新工藝,并對(duì)整個(gè)工藝過(guò)程進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算,設(shè)計(jì)循環(huán)流化床的工程處理量為600噸/年。利用循環(huán)流化床燃燒處理DOP固廢,固廢中所含的活性炭等有機(jī)物在850℃左右充分循環(huán)燃燒后,主要生成CO_2和水,廢氣中可能含微量有機(jī)污染物,廢氣中煙塵含量15mg/m~3,NO_x含量22mg/m~3,VOCs含量17mg/m~3,均達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。燃燒后灰分17%,所得的底灰主要成分為SiO_2及少量常規(guī)金屬氧化物,可作為鋪路、基建等建材使用。整個(gè)工藝設(shè)計(jì)過(guò)程符合國(guó)家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn),同時(shí)有利于資源的回收再利用。
【學(xué)位授予單位】：上海第二工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：X701
【圖文】：

氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀 QP-2010plus 日本島津儀器有限公司2.2 實(shí)驗(yàn)方法DOP固廢的燃燒實(shí)驗(yàn)裝置如下圖2.1所示，通過(guò)稱取一定質(zhì)量的樣品放入石英舟內(nèi)，壓縮空氣通過(guò)導(dǎo)管進(jìn)入到燃燒爐的耐高溫石英玻璃管內(nèi)，然后將燃燒后的煙氣通入到冷卻循環(huán)水裝置將煙氣冷卻，之后通入到活性炭煙氣過(guò)濾裝置。圖 2.1 實(shí)驗(yàn)裝置圖燃燒時(shí)通過(guò)調(diào)節(jié)管式爐的升溫速率和壓縮空氣的流量，固廢在不同燃燒條件下生成

上海第二工業(yè)大學(xué) 碩圖檢測(cè)儀和氣相色譜質(zhì)譜檢測(cè)儀檢測(cè)出各項(xiàng)氣體濃度大小燒物質(zhì)，從而得出 DOP 固廢的最佳燃燒條件。的成分如下表 2.2 所示：表 2.2 空氣成分（體積百分?jǐn)?shù)%）其它惰性氣體） O2CO278.9 21 0.03 分分析譜分析布魯克 D8-Advance 型 X 射線衍射儀分析合成樣品，以 C流 40 m A，λ=1.5418nm 掃描范圍 (2θ)為 10~80°。通過(guò)RD 分析，可得到如下圖 2.2 所示的峰圖：

a:原樣細(xì)顆粒物 b:灰分細(xì)顆粒物 c:原樣大顆粒物 d:灰分大顆粒物圖 2.3 原樣與灰分對(duì)比 SEM 圖從掃描電子顯微鏡（SEM）中可以看出，兩圖種顆粒大小和形態(tài)各異且相似，圖(a中顆粒物粘附在一起，這是油性物質(zhì)摻雜在一起的結(jié)果；圖(b)中顆粒物大小比較分明，有粒徑更小的顆粒物，沒(méi)有相互粘附在一起。圖(c)和圖(d)分別是原樣和灰分在一萬(wàn)倍倍率左右情況下觀察到的餅狀 SiO2形貌，圓餅內(nèi)有規(guī)則排序的內(nèi)徑大小約為 0.2μm 的小圓孔，這些小孔是硅藻土原礦典型的硅質(zhì)結(jié)構(gòu)，小孔有利于物質(zhì)的吸附，表面粘附有許多細(xì)小顆粒狀物質(zhì)，可以看出這是一種很好的吸附材料，從圖(d)中可以看出，在高溫燃燒后圓餅形狀的顆粒物形貌結(jié)構(gòu)沒(méi)有被破壞。2.3.3 粒徑分布檢測(cè)利用激光粒度儀 MASTERSIZER 2000 對(duì)原樣和灰分分別進(jìn)行粒度分布的檢測(cè)，得出結(jié)果如下圖 2.4 所示：

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